Tabela parametrów obróbki CNC trójosiowej ze stopu aluminium i przewodnik po warunkach skrawania
W dziedzinie precyzyjnej produkcji stop aluminium stał się materiałem wybieranym w przemyśle lotniczym, elektronice 3C i częściach samochodowych ze względu na jego lekkość, wysoką przewodność i dobre właściwości obróbcze. Jednakże problemy zaklejania się narzędzi, odkształceń termicznych i zarysowań powierzchni podczas cięcia aluminium od dawna niepokoją inżynierów. Ten przewodnik zawiera zalecenia dotyczące parametrów trójosiowego frezowania CNC dla popularnych stopów aluminium, takich jak 6061 i 7075, obejmujące prędkość wrzeciona, prędkość posuwu, głębokość skrawania i dobór narzędzia. Został zaprojektowany, aby pomóc personelowi działu zakupów technicznych i badawczo-rozwojowemu szybko zablokować okno procesu i zmniejszyć koszty prób i błędów. Poprzez naukowe ustawienie trójosiowych parametrów obróbki stopu aluminium CNC można skutecznie poprawić trwałość narzędzia, chropowatość powierzchni można kontrolować w zakresie Ra0,8 μm, a spójność produkcji masowej można znacznie poprawić.
Analiza właściwości materiału rdzenia i trudności skrawania
Różne gatunki stopów aluminium wykazują znacząco odmienną reakcję na narzędzia skrawające. Zrozumienie właściwości materiału jest warunkiem wstępnym ustawienia parametrów. 6061-T6 to powszechnie stosowany gatunek do części konstrukcyjnych. Ma dobrą obrabialność, ale łatwo przykleja się do narzędzia; 7075-T6 ma wyższą wytrzymałość, nieco wyższą twardość niż 6061 i zwiększa siłę skrawania; 5052-H32 to stop niepoddający się obróbce cieplnej, który ma dobrą wytrzymałość, ale dużą plastyczność i jest podatny na wytwarzanie wiórów sferoidalnych.
Do głównych trudności w skrawaniu aluminium zalicza się:
- Zjawisko przyklejania się noża:Temperatura rekrystalizacji aluminium jest niska, a w wysokich temperaturach łatwo przylega ono do powierzchni natarcia zębów frezu, tworząc narosty na krawędziach i uszkadzając wykończenie powierzchni.
- Odkształcenie termiczne:Aluminium ma wysoką przewodność cieplną (około 200 W/m·K), ale jeśli miejscowe ciepło skrawania nie może zostać rozproszone w odpowiednim czasie, obrabiany przedmiot łatwo ulegnie lekkiemu odkształceniu termicznemu, wpływając na dokładność wymiarową.
- Zadrapania powierzchni:Miękkie aluminium jest wrażliwe na wgniecenia, a niewłaściwe mocowanie lub zużycie narzędzia może spowodować nieodwracalne uszkodzenie powierzchni.
Szczegółowe objaśnienie kluczowych ustawień parametrów skrawania
Rozsądne ustawienie parametrów wymaga równowagi pomiędzy jakością powierzchni, trwałością narzędzia i wydajnością obróbki. Poniżej przedstawiono empiryczne wartości wzorcowe dla ogólnego frezowania trójosiowego. W rzeczywistych zastosowaniach wymagane jest dokładne dostrojenie w oparciu o sztywność sprzętu, markę narzędzia i warunki chłodzenia.
Obliczanie prędkości wrzeciona i prędkości posuwu
W obróbce aluminium zwykle stosuje się strategię „dużej prędkości i średniego posuwu”. Zalecany zakres prędkości skrawania (Vc) to 200-600 m/min. Szybkość posuwu (Fv) wyprowadza się ze wzoru Fv = n × D × Z, gdzie n to prędkość wrzeciona, D to średnica narzędzia, a Z to liczba zębów. Przykładowo przy zastosowaniu frezu 4-zębowego z węglików spiekanych do obróbki aluminium 6061 o średnicy 6mm, jeżeli ustawione jest Vc=400 m/min, to n ≈ 21200 obr/min, a zakres Fv można uzyskać ustawiając prędkość posuwu.
Głębokość cięcia osiowego i promieniowego
Aby uniknąć słabego usuwania wiórów i nadmiernej siły bocznej narzędzia, zaleca się, aby głębokość skrawania jednowarstwowego (Ap) była kontrolowana na poziomie 25%-50% średnicy narzędzia, a promieniowa szerokość skrawania (ae) na poziomie 10%-20% średnicy narzędzia. Do części cienkościennych (grubość ścianki
